Smart insekttæller giver nye muligheder for naturovervågning

3938 natsommerfugle er med i et stort insektstudie baseret på kunstig intelligens, og forskere fra Aarhus Universitet har netop offentliggjort deres resultater i det videnskabelige tidsskrift Sensors.

Læs den videnskabelige artikel her 

De har udviklet en tællemaskine, der med et ultraviolet lys tiltrækker insekter og registrerer dem ved hjælp af billedgenkendelse. Opfindelsen kan få afgørende betydning for forskningen i biodiversitet. 

”Når vi er i stand til at overvåge udviklingen i bestanden af natsværmere, får vi adgang til ny viden om, hvordan klimaforandringer påvirker vores natur. Her har vi taget et vigtigt skridt i retning af at automatisere det meget omfattende arbejde med at tælle og sortere insekter” siger Kim Bjerge, lektor ved Institut for Elektro- og Computerteknologi ved Aarhus Universitet. 

Natsværmere er nogle af vores tydeligste markører for klimaforandringer, og de er ekstremt vigtige for klodens biodiversitet. Derfor bruger biologer i dag tusindvis af timer på manuelt tællearbejde for at følge udviklingen i bestanden. 

En natsværmer er ikke bare en natsværmer

Udfordringen er, at en natsværmer ikke bare er en natsværmer. Der findes mere end 2400 forskellige arter alene i Danmark, og det gør tælle- og artsbestemmelsesarbejdet til en både vanskelig og tidskrævende opgave.

I dag fanger man natsværmerne i lysfælder med en særlig form for gift. Derefter tager man de døde insekter med i laboratoriet og studerer dem ét for ét under lup, men det er i følge Kim Bjerge en praksis, der vil komme til at se markant anderledes ud i fremtiden. 

”Det er en højt specialiseret og resursekrævende opgave at artsbestemme natsværmere. Vores opfindelse kan erstatte meget af det manuelle arbejde, som biologerne står med i dag. Samtidig kan vi lave væsentlig større studier - og det hele kan vi lykkes med, uden at insekterne mister livet,” siger han. 

Maskinen registrerer de flyvende insekter med et kamera, der ved hjælp af en algoritme ikke alene kan tælle insekterne, men også artsbestemme dem på et øjeblik. 

Det lyder simpelt, men der ligger et stort stykke tværfagligt forskerarbejde bag insekttælleren og dens kunstige intelligens, fortæller Kim Bjerge: 

”Den største udfordring har været at træne det neurale netværk til at genkende en enkelt natsværmer ud af flere tusinde forskellige arter og sikre, at den ikke bliver talt med mere end én gang, hvis den skulle flyve forbi igen. Det er selvfølgelig helt afgørende for, at teknologien kan bruges til at overvåge bestande af de enkelte arter.” 

Forskerne har trænet insekttællerens algoritme med billeder af natsværmere, der på forhånd er artsbestemt af entomologer, og det gør teknologien meget præcis.  

Intelligent naturovervågning

Opfindelsen kan derfor bane vej for en helt ny form for naturovervågning, og en række udenlandske forskergrupper har allerede vist interesse for at implementere teknologien i deres nationale indsatser omkring biodiversitet. 

”Der er store perspektiver i at bruge kunstig intelligens til overvågning af insekter. Vi kan studere arterne uden at slå så meget som et enkelt dyr ihjel, og samtidig kan vi få mere præcis viden om deres levesteder, bestandsstatus og aktivitetsniveau fra dag til dag,” siger seniorforsker Toke Thomas Høye fra Institut for Bioscience. 

Han er idémanden bag insekttælleren og vil i sit eget forskerarbejde blandt andet bruge den til at overvåge, hvor hurtigt forskellige arter af natsværmere indfinder sig, når man udfører naturgenopretningsprojekter. 

”Vi håber, at teknologien kan give os mulighed for en mere systematisk monitering af natsommerfugle. På den måde kan vi opdage, hvis nogle arter er ved at forsvinde. Det er vigtigt at holde øje med, fordi de små insekter er grundpiller i jordens økosystemer. De udfører vigtige funktioner såsom bestøvning, og så er de generelt gode indikatorer for naturens tilstand,” siger han. 

MERE INFORMATION

Insekttælleren er udviklet i et samarbejde mellem forskere fra Institut for Elektro- og Computerteknologi, Institut for Mekanik og Produktion og Institut for Bioscience ved Aarhus Universitet. 

KONTAKT

Kim Bjerge, lektor, Institut for Elektro- og Computerteknologi, Aarhus Universitet

Toke Thomas Høye, seniorforsker, Institut for Bioscience, Aarhus Universitet